重要的肿瘤转移基因

肿瘤转移基因是指那些表达和变异能够导致和促进肿瘤转移的基因。这些基因是采用cDNA文库消减杂交技术从转移和非转移细胞系中获得的。在细胞基因组中除了存在肿瘤基因与肿瘤抑制基因外，同时存在肿瘤转移和抗转移两大正负调节的基因系统。但这两大系统是否亦存在像肿瘤基因与肿瘤抑制基因那样的激活与灭活的关系及其具体的调控机制尚不清楚，有待进一步研究。

一、mts1

（一）mts1基因的结构与功能

1989年Ebralidze等在鼠乳腺肉瘤细胞株中分离出一种与肿瘤转移密切相关的基因，该基因在发生肿瘤转移的细胞中高度表达，而在未转移的肿瘤细胞中不表达，称为转移基因mts1（metastasin 1，又名S100A4、p9ka、CAPL）。随后又分离出人的mts1基因，发现鼠和人的mts1基因十分相似，其编码的蛋白质仅有7个氨基酸不同。mts1基因有3个外显子，第一个外显子内有一个非编码序列。mts1的转录调控区可能位于5′端上游区和第一个内含子部位。mts1帽端上游3.0kb区为促进子，第一个内含子区域增强子与T细胞特异性增强子序列同源。mts1是S100基因家族的21个成员之一，其mRNA约为0.55kb。其编码的蛋白由101个氨基酸组成，相对分子质量为11500，mts1定位于稳定性差的1号染色体长臂2区1带（1q21），该区易发生各种染色体的缺失、易位、重叠等改变，提示mts1蛋白与肿瘤的发生发展关系密切。

S100蛋白最先是从牛脑中提取到的一组低分子质量的钙结合调节蛋白，是由两个同分异构的亚单位组成的同型或异型二聚体，该蛋白家族在结构上有25%～65%的同源性，有相似的物理特性，因能溶于100%的硫酸铵溶液而被命名为S100蛋白。S100蛋白被认为是一种钙传感器蛋白，通过钙离子信号转导途径在细胞增殖分化、细胞间黏附、细胞运动、基因表达及细胞凋亡中发挥重要作用。mts1蛋白作为一种Ca^2＋结合蛋白在细胞生长和分化中起重要作用，对细胞的微管聚合有抑制作用。有趣的是人们发现表达mts1基因的正常组织都具有运动性，提示与细胞运动有关的某种基因表达，可能在肿瘤细胞的转移中起重要作用。

（二）mts1蛋白促进肿瘤侵袭、转移的作用机制

mts1在控制细胞的增殖以及肿瘤的侵袭、转移中的作用机制已被广泛研究。其编码蛋白已被证实能够调节肿瘤细胞周期进展以及侵袭和转移特性，学者们认为mts1蛋白可能通过以下几方面促进肿瘤的侵袭、转移。

1.降低肿瘤细胞间黏附力　mts1通过改造细胞外基质以及调控细胞外基质中介导黏附的高分子而改变细胞的黏附特性。肿瘤细胞发生远处转移，首先必须要克服由黏附分子介导的细胞间黏附力。细胞黏附分子钙黏着蛋白通过参与钙离子依赖性细胞黏附力的调节而维持正常细胞间的黏附。研究发现，在高转移肿瘤细胞株中mts1高表达而钙黏素低表达，且两者的表达呈负相关；mts1转染小鼠乳腺细胞后，E-钙黏素表达明显下降，使其不能正常介导细胞间的黏附力而导致肿瘤细胞易于脱落转移。另一种重要的细胞黏附分子CD44（又称归巢蛋白）是一类参与细胞间、细胞与基质间相互作用的分子。研究表明，mts1蛋白对细胞骨架结构的作用可引起CD44的重新分布，使细胞表面的CD44表达增加，进而有利于肿瘤细胞的转移。

2.增强内皮细胞的移动性并促进血管的生成　通过大量临床及动物实验研究，诱导血管生成是恶性肿瘤浸润转移的必要前提。一些学者认为mts1蛋白可能是一个促血管发生因子，其可通过增强内皮细胞的移动性、减少血管生成抑制因子（如血小板反应蛋白1）的产生而促进血管的生成。另外有人认为，mts1在促进细胞外基质降解重塑的过程中，可刺激内皮细胞移动而伴随血管的生成。最近发现，mts1蛋白可与内皮纤溶酶原复合受体（annexinⅡ）相互作用，促进组织纤溶酶原激活物对纤溶酶原的激活，而活化的纤溶酶对血管的生成具有诱导作用。

3.增加肿瘤细胞的运动能力　肿瘤细胞的运动性增强也是肿瘤发生转移的必要前提。研究表明mts1能使聚集的微丝、微管等细胞骨架蛋白解聚，改变细胞的形态而增强其移动性。Zhang等利用荧光寿命成像显微技术第一次在哺乳动物活细胞内证实，mts1蛋白可与非骨骼肌肌球蛋白重链及原肌球蛋白直接发生相互作用，并认为此作用是促进肿瘤转移的重要机制之一。mts1蛋白与非骨骼肌肌球蛋白重链的相互作用，一方面可抑制由蛋白激酶C（PKC）介导的肌球蛋白重链的磷酸化而阻碍其聚集，另一方面可增加肌球蛋白的可溶性而抑制其整合，同时还可使肌动蛋白细丝失控。因此，通过以上机制导致细胞骨架结构的改变而增加肿瘤细胞的运动能力，进而促进肿瘤转移的发生。

4.促进细胞外基质的降解和重塑　排除细胞外基质的阻碍是肿瘤细胞发生转

移所必需的另一个前提。基质金属蛋白酶（MMP）是降解细胞外基质的一种重要的酶，Gao等发现转染反义mts1基因的神经母细胞瘤，其肿瘤细胞MMP表达明显下调，因此认为mts1可通过上调MMP的表达而为肿瘤细胞的转移清除障碍。另有学者发现，分泌到细胞外的mts1蛋白可促进MMP的合成，导致细胞外基质的降解及重塑，此过程更有利于肿瘤细胞的转移。

（三）mts1蛋白与肿瘤

初期的研究表明，mts1基因与人类乳腺癌的淋巴结转移相关，进一步的研究表明，mts1基因还与鼠的胰腺癌转移表型、人胆囊癌细胞株转移表型及人肺鳞癌细胞株CH-7转移表型呈正相关。对结直肠癌患者的病理切片进行染色分析，结果显示mts1基因在正常黏膜上皮中无或弱表达；在癌组织中有55.6%mts1蛋白呈阳性表达，69.4%有淋巴结转移的病例呈阳性，且mts1的表达与肿瘤分期及淋巴结转移率密切相关，但与肿瘤的定位、大小及患者的生存时间无关。随后对癌组织进行mts1基因突变的检测，结果并没发现mts1基因突变的存在。国内的一些学者对肾细胞癌（RCC）进行了研究，结果显示RCC组织及邻近的正常组织均可检测到mts1mRNA的表达，但mts1的表达在RCC组织中明显高于邻近的正常组织；低分化RCC组织明显高于高分化RCC组织；发生转移（包括淋巴结及远处转移）者高于无转移者，即其表达与RCC的转移率明显相关。最近，学者们又在转移潜能不同的人类恶性黑色素瘤细胞株的研究中发现，高转移能力的细胞株其mts1的表达明显高于低转移能力的细胞株，并由此认为mts1的表达是导致恶性黑色素瘤细胞高转移能力的重要机制。以上研究表明，mts1基因的表达能促进肿瘤的发生发展，其可能是一种肿瘤转移促进基因。最近有学者用mts1反义寡核苷酸转染神经母细胞瘤细胞株，结果显示，转染后的细胞中mts1mRNA的表达减少35.6%，其侵袭力及转移能力也明显下降，与国外报道结论一致。依据以上事实有人提出，mts1具有促瘤作用，其有望成为一个能预测肿瘤病情发展及指导临床治疗的标记物。

二、Tiam-1基因

（一）Tiam-1基因的结构及功能

Tiam-1（T-cell lymphoma invasion and metastasis 1），即T细胞淋巴瘤侵袭和转移1，是1994年Hebets等人从BW 5147小鼠T淋巴瘤中分离鉴定出的侵袭转移诱导基因，命名为Tiam-1基因。该基因全长或3′5′缺失的编码产物过表达可以使无侵袭能力的小鼠T淋巴瘤细胞获得侵袭能力并能在裸鼠中产生实验性肿瘤转移。

Tiam-1位于21q22.1，全长7kb。编码含有1　591个氨基酸、相对分子质量约为177　000的蛋白，是一种高度亲水的胞液蛋白质。它同时是一个富含丝氨酸（11%）的蛋白，预示存在多个磷酸化位点，也含被公认为酪氨酸激酶磷酸化理想位点的酪氨酸残基。Tiam-1蛋白从N端到C端依次为：肉豆蔻酰位点（Myr），PEST序列，N端PJeckstin同元功能域（PHn），卷曲螺旋（CC），扩展结构（Ex），Ras结合域（RBD），Db1同元功能域（DH）和C端Pleckstin同元功能域（PHc）等（图3-1）。Myr位点参与引导Tiam-1转位至膜。PEST域与Tiam-1蛋白的不稳定性有关。N端PH域与Tiam-1诱导Rac依赖的膜皱褶形成、细胞活性和黏附有关，剪切N端PH域可致Tiam-1功能失活；N端的CC、Ex能调节GEF的活性，从而参与Rac特异性信号传导；C末端PH域可能参与限制DH活性和/或为Rac激活提供正确的膜定位，还可结合高亲和力的PI-3，4-P₂和PI-3，4，5-P₃，提高Tiam-1体外鸟苷酸交换活性；DH和PH组成的串联结构模式能催化Rho类蛋白的GDP-GTP交换反应，可传导不同细胞内信号激活Rho GTP酶。新近研究表明，该结构在多种生物分化过程中起重要作用，包括生长发育、骨骼肌形成、诱导神经突生长和神经元极化等。RBD域与活化的Ras结合，以PI3K依赖性方式产生Rac-GTP，因此能直接调节Ras激活Rac。Tiam-1的结构示意图见图3-1。

图3-1　Tiam 1的结构示意图

（二）Tiam 1诱导肿瘤侵袭、转移的机制

Tiam-1作为Rho GEFs家族成员之一，主要参与调节Rho类蛋白的活性，连接细胞外信号与细胞骨架的通信，参与转录活化及细胞周期调控，诱导成纤维细胞的恶性转化等。正常表达的Tiam-1蛋白或只含有DH功能区的蛋白都具有诱导肿瘤细胞侵袭、转移的特性。在体外将剪切Tiam-1cDNA转染非侵袭性细胞，能诱导这些细胞具有侵袭性，这些侵袭性的细胞克隆接种裸鼠能够产生肿瘤。Tiam-1诱导肿瘤侵袭、转移的机制主要有下面几个方面。

1.Tiam-1基因对细胞骨架的影响　细胞骨架及其附属结构是细胞活动和转移的基础。正常细胞中肌动蛋白细胞骨架对于维持细胞的形态、运动、有丝分裂以及吞噬作用都有重要作用。各种微管、微丝的聚合与解聚，装配与去装配的动态变化以及伪足的变化是控制肿瘤细胞侵袭转移的重要因素。Tiam-1蛋白是Rho GTP酶家族成员Rac的特异性GEF因子，介导Rac由GDP形式向有活性的GTP形式转换，Tiam-1-Rac参与细胞骨架的组织和细胞的黏附、运动。Tiam-1激活Rac1，活化的Rac1激活POR1、WAVE、PAK、MLKD等下游分子引起细胞骨架蛋白的重组，改变细胞的形态。

2.Tiam-1对黏附分子的影响　肿瘤细胞与肿瘤细胞间以及肿瘤细胞与基质间黏附分子的结合对于肿瘤细胞的侵袭转移具有重要作用。Tiam-1活化的RhoA参与3T3细胞的运动并调节淋巴瘤上LFA-1黏附分子的亲和力。用抗LFA-1抗体能干扰来源于T淋巴瘤的BW 5147细胞的侵袭性，LFA-1缺陷型突变严重地削弱肿瘤细胞侵袭、转移的能力。Tiam-1通过对黏附分子的调节促进肿瘤细胞的侵袭、转移，在这个过程中Tiam-1-Rac信号通路起到重要作用。MDCK细胞及肾癌细胞中过表达Tiam-1或Rac1-V12均可通过促进E-钙黏蛋白介导的同种细胞黏附来抑制HGF诱导的细胞扩散。

3.Tiam-1诱导膜皱褶　细胞膜皱褶（ruffling）是一种细胞膜边缘的动态波动，这种波动呈不规则突起或回缩，是肿瘤细胞运动和转移的一个指标。体内和体外的研究显示膜皱褶程度与侵袭、转移的程度有关，高侵袭、转移性肿瘤细胞系细胞膜皱褶程度明显高于低侵袭、转移性肿瘤细胞系。在Tiam-1基因转染的细胞中有80%发现膜皱褶，而未转染的细胞中膜皱褶少于5%。Tiam-1基因诱导的膜皱褶需要PHn功能区，PHn功能区是蛋白质相互作用结构区域的一部分，介导Tiam-1基因产物的定位。膜定位还需要一个盘绕螺旋区和Ex域，它们之间的功能是协同的，任何一个区域的缺失都会消除Tiam-1蛋白的膜定位及膜皱褶。而Tiam-1和显著负性Rac1的突变体（N17Rac1）共同表达则消除Tiam-1诱导的膜皱褶，说明Rac在Tiam-1诱导的膜皱褶中具有重要作用。

（三）Tiam 1与肿瘤

Tiam-1基因广泛表达于各种器官的多种肿瘤细胞，而在正常组织里除了高表达于脑和睾丸外，在其他脏器为低水平甚至不表达。实验表明Tiam-1-Rac通路在人肾细胞癌侵袭和迁移中起着重要的作用，是通过促进E-钙黏蛋白介导的细胞间黏附而显著抑制细胞迁移的；另外发现4/5的人肾癌细胞株中Tiam-1的表达水平与体外侵袭呈负相关，而Rac1表达水平和侵袭之间没有明显的相关性。对细胞株的突变分析显示Rac1没有突变而Tiam-1基因中至少有5个突变点，其中1个突变点（A441G）位于N末端PH域，是Tiam-1膜定位和功能活动的关键部位。该突变能诱导NIH3T3细胞株的转化，因此可能在人肾癌的演进过程中起重要作用。

Lilly等发现Tiam-1表达于乳腺癌SP-1细胞系。在乳腺癌SP-1细胞系中，Tiam-1蛋白与透明质酸受体CD44v、细胞骨架蛋白锚蛋白（Ankyrin）结合，激活Rac GTPase，增强肿瘤细胞在透明质酸基质上的迁移能力。锚蛋白-Tiam-1的交互作用在调节Rac1信号传导和乳腺癌细胞转移所必需的细胞骨架功能方面起了重要作用。此外，Tiam-1通过PH-CC-Ex域与CD44（透明质酸结合受体）在体内形成复合物，激活Rac1信号传导和细胞骨架介导的肿瘤细胞迁移。

另外，Tiam-1与皮肤癌也有密切关系，Tiam-1蛋白缺乏能促进皮肤肿瘤细胞的恶性转化。一些学者认为其机制可能是Tiam-1蛋白缺乏可以降低Rac1活性而减小E-钙黏蛋白介导的黏附力，从而有助于皮肤癌的侵袭和转移。Tiam-1蛋白的表达还可见于T、B淋巴瘤、神经母细胞瘤、黑色素瘤、口腔癌等。

三、MTA1基因

（一）MTA1基因的结构

1993年Pencil等应用差异杂交技术从具有转移潜能的鼠乳腺癌细胞株13762NF中筛选克隆出MTA1基因。Toh等研究发现MTA1基因全长2.2kb，其cDNA全长为2　756bp，包含一个独立阅读开放框，起始密码位于97～99核苷酸，终止密码位于2　206～2　208核苷酸。随后，Nawa等利用Southern印迹杂交法在人类高转移乳腺癌细胞株中发现其对应的人类同源物MTA1。该基因的表达与乳腺癌转移能力呈正相关，故被命名为肿瘤转移相关基因1（metastasis associated 1）。

MTA1位于人染色体14q32.3，编码的蛋白质含715个氨基酸残基，相对分子质量82　000，其氨基酸序列与鼠MTA1氨基酸序列有96%相同、98%相似。在羧基端696～705处也有一富含脯氨酸的支链，序列为LPPRPPPPAP，与SH3结合域XPXXPPPFXP或XpFPpXP完全配对。而SH3在信号转导通路中参与蛋白和蛋白间相互作用，构成细胞骨架组分，并与信号转导通路中与浸润和转移相关的基因有关。人MTA1蛋白还含有一锌指DNA结合域Cys-X2-Cys-X17-X2-Cys（在393残基处）、一亮氨酸拉链结构域（在251残基处）和5个SPXX域，这些结构常见于基因调节蛋白和DNA结合蛋白中。MTA1蛋白还具有9个蛋白激酶C（PKCs）、2个酪氨酸激酶（TKs）、7个酪蛋白激酶Ⅱ（CKⅡ）的磷酸化位点以及4个N-糖基化位点。说明MTA1蛋白可能在信号转导通路中与其他一些维持细胞正常功能的蛋白发生作用。此外，在MTA1氨基酸残基末端，有2个高酸性区域，这些负电荷区域是许多转录因子酸性转录激活域的特征。在MTA1蛋白分子中还有一些蛋白与蛋白、蛋白与DNA相互作用的结构域，如BAH结构域（bromo-adjacent homology domain）、SANT结构域（SWI3，ADA2，N-CoR and TFⅢB DNA-binding domain）、GATA样锌指模体。

（二）MTA1蛋白的功能

近来研究发现，MTA1是NuRD（nucleosome remodelingand histone deacetylase，核小体重构及组蛋白脱乙酰基酶复合物）的一个亚单位，NuRD具有核小体重构与组蛋白脱乙酰活性。松散的组蛋白与基因组DNA的结合通常促进基因的复制，乙酰化则会中和组蛋白的阳离子，减少基因组DNA与组蛋白结合，影响基因的复制。组蛋白乙酰化能选择性地使某些染色质区域的结构从紧密变得松散，开放某些基因的转录，增强其表达水平，ATP依赖的NuRD的乙酰化与去乙酰化代表了胞核结构与功能调整的一般机制。抑制MTA1蛋白表达可导致MTA1基因高表达的转移性乳腺癌细胞出现生长抑制，而此抑制作用在MTA1基因低表达的非转移性乳腺癌细胞中则未被观察到。MTA1促进恶性肿瘤的浸润和转移的确切机制目前还不清楚。MTA1可能是通过参与信号转导与基因表达，调控一系列与浸润转移有关的蛋白，在癌细胞侵袭和生长过程中发挥重要作用。MTA1蛋白能与组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylascs，HDACs）结合，募集HDACs到目标基因的启动子区域，通过去除组蛋白的乙酰基来重塑染色质结构，使其变得更加紧密而不利于转录，MTA1或许可以通过此种功能直接或者间接作用于某些抑制肿瘤浸润转移的基因，下调其转录。MTA1还可以直接和某些蛋白结合，抑制其功能。Hofer等的研究发现，MTA1可以显著改变细胞角蛋白丝系统的组装及细胞骨架蛋白的定位，并使细胞获得更具有侵袭性和转移性的表型。

（三）MTA1与肿瘤

在对多种肿瘤的研究中发现，过表达MTA1的癌组织具有明显的高浸润率和淋巴结转移率，且更易血行转移。Toh等运用Northern杂交技术检测MTA1基因在鼠和人类乳腺癌细胞株的表达情况，结果发现，MTA1基因的表达水平在乳腺癌MCF-7（无转移）∶MCF-7/LCC1（浸润型）∶MCF-7/LCC2（转移型）的比例为1∶2∶4，这说明在鼠和人类乳腺癌细胞株中MTA1基因的mRNA表达水平与其浸润和转移潜能有关。进一步研究发现，乳腺上皮细胞中MTA1基因过表达，引起孕激素受体（progesterone recptor，PR）的两种亚型（PR-A和PR-B）比率失衡，PR-B减少，PR-A增加，且PR-A的靶基因bcl-xl（bcl，B细胞淋巴瘤）和cyclinD₁（细胞周期素D₁）的表达也相应增加。Bc1-xl蛋白可以抑制细胞凋亡。cyclinD₁为G₁周期素，异常表达会促使细胞通过G₁期，出现细胞的无限增殖，与人类肿瘤的发生关系密切。用半定量RT-PCR技术研究大肠癌中MTA1基因的表达时发现MTA1基因过表达的大肠癌，其肠壁浸润的深度更深，淋巴结转移率更高，并多处于Duke’s分期的晚期，常伴淋巴细胞包绕。这说明MTA1基因的过表达与肿瘤浸润和转移相关，MTA1RNA的高表达是估计大肠癌和胃癌恶性潜能的潜在指示因子。另外，运用定量RT-PCR的方法同样检测外科切除食管鳞状细胞癌标本和胰腺癌组织中MTA1基因的表达情况，也得出相同结论即MTA1基因在食管癌和胰腺癌的浸润转移中也起重要作用。MTA1在肝癌组织中也呈阳性表达，在子灶中表达明显增高，而在癌灶周围肝组织内仅微弱表达。肝癌子灶是肝癌组织中具有转移潜能的细胞亚群恶性增殖，历经多个侵袭阶段形成，其中的肝癌细胞均具备很强的侵袭、转移能力。子灶中MTA1mRNA表达显著增高，提示该基因在原发性肝癌的侵袭、转移过程中可能起一定作用。从而推测虽然MTA1基因在正常细胞中可能具有一定的生理功能，但在某些癌中，其表达量出现异常，最终促进或导致癌转移。

四、FAK

（一）FAK基因的结构与功能

1992年，Schaller等利用鸡胚胎成纤维细胞研究p60v-src蛋白酪氨酸激酶的底物时，发现了p125，一个独特的蛋白酪氨酸激酶类型。免疫组化研究发现p125与一些细胞局灶黏附成分例如tensin（张力蛋白）、vinculin（纽蛋白）、talin（踝蛋白）聚集在一起。因此将其命名为p125FAK，即黏着斑激酶（focal adhesion kinase，FAK）。

FAK蛋白是一种非受体型蛋白酪氨酸激酶（non-receptor protein tyrosine kinase，NRPTK），其结构高度保守，鸡、鼠、人和非洲爪蟾的FAK的氨基酸序列同源性大于90%。人FAK基因位于8q24，其cDNA全长4　285碱基，编码1　028个氨基酸，相对分子质量125　000。FAK分为三个结构域，即氨基端功能域、羧基端功能域和介于两者之间的催化功能域。氨基端功能域包括1～389位氨基酸，含有同整合素β亚单位、细胞骨架蛋白和信号传导蛋白结合的位点；催化功能域是指390～650位氨基酸区域，其氨基酸序列高度保守用以使相应蛋白的酪氨酸残基磷酸化，如SRC、PI3K、CAS和GRB2等蛋白；其余651～1028位氨基酸组成羧基端功能域，它含有2个富含脯氨酸的区域，可与目标蛋白的SH3结合用以介导蛋白质之间的信号传导，并含有150个氨基酸的黏着斑定位序列，能将黏着斑和FAK结合起来。FAK具有6个可以被磷酸化的酪氨酸，即Tyr397、Tyr407、Tyr576、Tyr577、Tyr861和Tyr925。其中Tyr397是FAK自主磷酸化的主要部位，可与Src家族的SH2（Src homology 2）区域结合。FAK最大活化需要Tyr576、Tyr577同时磷酸化。Tyr861、Tyr925亦为Src家族磷酸化的部位。磷酸化的Tyr925可与生长受体结合蛋白2（growth receptor bound protein 2，Grb2）结合。并且，无催化活性的羧基端（FAK-related nonkinase，FRNK）可在多种细胞中自主表达，因此它作为FAK的阴性突变被应用于FAK功能的阐释。

（二）FAK与肿瘤

FAK的过表达或活性增强与肿瘤多种生物学行为密切相关，如肿瘤的发生、增殖、抗凋亡、侵袭和转移等。许多研究表明，FAK具有调控肿瘤细胞增殖的作用。在结肠癌、乳腺癌、肺癌、胸腺癌等多种肿瘤中发现FAK表达与肿瘤的恶性程度明显相关，FAK促进肿瘤细胞增殖的机制可能为FAK增加细胞DNA合成和加快G₁/S期的转换。FAK是通过增加Cyclin D₁的表达与抑制p21的协同作用来促进DNA合成的，应用FAK抑制剂可以阻断这些过程。FAK影响肿瘤细胞生存的作用机制虽然还不很明确，但是一般认为与FAK/PI3K激活的AKT信号转导通路及FAK/p130Cas信号转导通路相关。FAK与PI3K信号通路在促进癌细胞的生存中起重要作用。癌细胞、肿瘤间质细胞与胞外基质黏附的改变有利于转移的形成。FAK-Src复合物可能通过促进细胞尾部局灶黏附的分解在细胞迁移中发挥重要作用。实验证明，FAK是整合素介导细胞运动中的关键调节因子。大多数关于FAK在转移肿瘤内的功能研究都集中在FAK对癌细胞迁移能力增强方面。在直肠癌、乳腺癌、肉瘤、前列腺癌等多种肿瘤中发现FAK的蛋白量与肿瘤的侵袭和转移相关。Akasaka等报道在6个不同的人黑色素瘤细胞系中FAK的表达水平直接与细胞在纤粘连蛋白上的迁移率相关。在几个前列腺癌细胞系的实验中也得到类似的结果。Tamura等在成胶质细胞瘤细胞U87MG中发现FAK高度表达能抵抗抑癌基因PTEN的作用，引起细胞的迁移，同时发现FAK家族的PYK2也增强胶质瘤细胞迁移的能力。以上实验均提示FAK在调节癌细胞迁移能力方面扮演重要角色，即FAK过表达可能是各种不同肿瘤或癌细胞获得侵袭与转移潜能的一个共同通路，而且FAK的表达水平也有可能作为引起肿瘤侵袭和转移的早期事件的标志物。FAK激酶活性与其酪氨酸磷酸化水平相关，因此，不仅FAK基因的表达水平而且FAK磷酸化水平都影响到肿瘤转移。如在肺癌中发现，FAK酪氨酸化水平升高的病例术后无病存活时间缩短。FAK与转移相关的直接证据还不多，仍需积累更多的证据。综上所述，FAK在肿瘤发生、发展过程中微观上介导细胞信号转导，进而调节细胞黏附、分化、增殖及迁移。宏观上与肿瘤的形成、侵袭、转移以及临床预后密切相关。测定FAK水平可能会作为临床诊断及预后判定的生物学指标。

五、RhoC

（一）RhoC基因的结构和功能

研究表明，Rho GTP酶家族在调节细胞运动过程中起着重要作用。Rho GTP酶是Ras超家族小相对分子质量G蛋白的成员，目前已发现包括Rho（RhoA，RhoB，RhoC），Rac，Cdc42，Rnd，RhoD，TTF等6个亚家族共22种成员蛋白。这些成员蛋白在许多重要的细胞活动中起作用，如参与基因转录、细胞周期过程的调控，并与细胞凋亡、肿瘤侵袭等密切相关。其中的RhoC基因定位于1p13～1p21，RhoC蛋白含193个氨基酸，与RhoA蛋白有92%的同源性，与RhoB有85%的同源性。氨基酸序列的不同主要位于羧基端；在RhoC和RhoA不同的17个氨基酸中有9个位于最后16个氨基酸内。Northern Blot显示RhoC的mRNA在众多组织和细胞中表达。

（二）RhoC的作用机制

众多实验表明，RhoC通过调控细胞迁移的多个方面，参与肿瘤转移的全过程。RhoC促肿瘤转移的机制可能如下：①破坏细胞极性，这在上皮-间质转化中起重要作用，在许多侵袭性肿瘤中可观察到；②使细胞丧失黏附连接；③提高细胞运动能力及重塑细胞外基质能力，使肿瘤细胞具有局部浸润性，RhoC不但能明显上调MMPs的表达水平，同时也能增加MMPs的活性，使其降解胞外基质能力增强，从而导致肿瘤侵袭活性的增强；④增加血管生成因子以促进肿瘤血管生成，增加肿瘤细胞进入血管的可能性，有实验证明RhoC GTP酶的过度表达能特异而直接地通过IBC细胞来控制血管生成因子的合成，从而促进肿瘤的侵袭和转移；⑤还有人推测RhoC通过升高磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）水平来促进肌动蛋白的重组。当然RhoC依赖的侵袭、转移的准确机制还有待深入研究。

（三）RhoC与肿瘤

现有的众多研究都表明RhoC参与了恶性肿瘤的发生和发展，同时RhoC基因的过量表达与恶性肿瘤的侵袭和转移密切相关，因此研究RhoC在恶性肿瘤侵袭、转移中的作用具有重大意义。对肺癌的研究中发现RhoC可能通过调节细胞移动来促进肺癌的转移。Shikada等发现无论是鳞癌还是腺癌，癌细胞胞质中都出现较多的RhoC蛋白表达，而在正常肺上皮或肿瘤组织的基质细胞中未能检测到RhoC蛋白的表达，进一步通过Real-time RT-PCR法显示伴有淋巴结浸润肺癌的患者RhoC mRNA水平明显高于无淋巴结浸润者，同样在伴有血管转移或胸膜转移的非小细胞肺癌中也有类似发现，从而首次提出RhoC mRNA的表达水平与非小细胞肺癌侵袭转移能力呈正相关关系。对鼠的肺癌模型进行基因转导研究，也发现RhoC在肺癌转移中起关键性作用。在体外迁移和侵袭实验中，RhoC的过表达提高了迁移和侵袭能力（后者比前者明显），而过表达dnRho能同时抑制迁移和侵袭。

现在越来越多的证据表明，RhoC的表达水平与乳腺癌的恶性程度及其侵袭、转移密切相关，90%以上的炎性乳腺癌都出现RhoC GTP酶的过度表达。有实验发现RhoC在正常组织、纤维囊性变、不典型增生或导管内癌中都不表达或弱表达，但在118例浸润癌中有36例表达，且与肿瘤分期明显相关，将因过表达RhoC GTP酶而具有运动、侵袭表型的人乳腺上皮细胞注入裸鼠，可以形成广泛转移癌，说明RhoC在IBC的侵袭性表型中起特异作用，与乳腺癌的侵袭性行为呈正相关。然而也有不同的观点，有人发现RhoC在所有IBC中都表达，但只有9.4%（3/32）的是过度表达（超过正常乳腺组织表达量3倍即认为是过度表达），RhoC的过度表达与其他类型的乳腺癌并无明显区别，这与以前的结论是不同的。

肝癌的转移复发是影响肝癌预后最重要的因素，也是肝癌研究中最重要的难关之一。研究提示，Rho相关蛋白在肝癌的侵袭、转移中起重要作用。在肝癌组织中RhoC mRNA和蛋白表达水平高于癌旁肝组织；其在低分化的肝癌组织中高于高分化的肝癌组织；其在低肝外转移组织中的表达高于相应肝内原发癌组织；过量表达RhoC mRNA和蛋白的肝癌更易发生静脉浸润和肝外转移。这些都说明RhoC不但和肝癌的恶性程度有关，而且与肝癌的侵袭、转移密切相关。同时实验还证明RhoC并非通过基因突变发挥作用。Rho/ROCK信号通路在肝癌肝内转移中起着重要的作用，这也为肝癌的基因治疗提供了新的依据。在对消化系统中的其他肿瘤如胰腺导管癌、胃癌等的研究中也发现了RhoC mRNA的水平比非癌组织高，而且有周围神经浸润或淋巴结转移的癌组织RhoC基因表达明显高于无这些表现的癌组织。然而也有与之相反的结论，比如有学者发现RhoA mRNA的高水平表达与胃癌高分期及低分化密切相关，而RhoC mRNA在胃癌组织中的表达与癌旁正常胃组织的差异无统计学意义，提示RhoC与胃癌的发生及其转移表型无关，因此还需要更多的实验来证明这一观点。

膀胱癌也是临床常见的恶性肿瘤，极易复发与转移。实验表明在膀胱癌组织及转移性淋巴结中，RhoC的蛋白表达明显高于癌旁正常膀胱组织和正常的淋巴结，而且RhoC的高表达与膀胱癌的低分化性、肌层侵犯、淋巴结转移以及存活期短有关，同时也证实在膀胱癌中RhoA、RhoC和ROCK 3种蛋白表达量成正相关。这说明Rho/ROCK通路同样在膀胱癌的侵袭、转移中起着重要作用。最近的研究还表明，RhoC基因与卵巢癌的分期与转移有关。伴转移的RhoC mRNA水平明显高于原发性卵巢癌，再次提示RhoC的表达水平可反映肿瘤的转移潜能。

2000年Clark等在研究黑色素瘤的侵袭、转移表型时发现RhoC与之联系密切：高转移性黑色素瘤RhoC的表达水平明显高于低转移性黑色素瘤，且RhoC转染低转移能力的黑色素瘤细胞A375P后肿瘤细胞的运动和浸润能力增强，肺转移结节数目增加；通过Rho显性失活突变体抑制RhoC表达则明显抑制高转移细胞株的转移性能。RhoC能如此明显地提高低转移性细胞的运动和侵袭能力，而通过抑制Rho通路就能降低黑色素瘤细胞的运动侵袭能力，可见RhoC在黑色素瘤侵袭、转移中扮演着关键的角色，表明RhoC可能成为治疗肿瘤侵袭、转移的靶分子。